66875

Устройство оптоэлектроники

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фотоприемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника. Фототиристор Фотоприемный прибор, имеющий три и более р-п перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называются фототиристорами.

Русский

2014-08-29

702.06 KB

45 чел.

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

ГОУ ВПО «СибГУТИ»

Контрольная работа

по предмету:

Устройство оптоэлектроники

                                                                             Выполнил: Тарасов А.А.

                                                                             № студенческого билета:

                                                      ЗТ-091048

                                                                           Группа: ЗТ-91  (ускор.)

                                                                             Проверил: Игнатов А.Н.

Новосибирск 2011

Задача № 1

Изобразить структуру фотоприемника. Изобразить ВАХ фотоприемника. Дать определение основным параметрам. Пояснить принцип работы фотоприемника.

Фототиристор

Фотоприемный прибор, имеющий три и более р-п перехода, в ВАХ которого имеется участок отрицательного дифференциального сопротивления, называются фототиристорами.

На рисунки 1 изображена структура фототиристора с тремя  р-n переходами. Крайние области такой структуры р и п называются эмиттерами, а примыкающие к ним переходы – эмиттерными, центральны переход называется коллекторным. Между переходами находятся базовые области (р и n) . Электрод, обеспечивающий контакт с n-эмитерром, называет  катодом, а с р-эмиттером  - анодом.

Рис.1. Структура фототиристора

Рассмотрим работу фототиристора , когда к структуре  приложено прямое напряжения  рис.1. В статическом режиме по законному непрерывности тока можно записать для тока через коллекторный переход n2:

In2 = ( Iко  + Iф1 ) + ( I + Iф2 ) α1  +   ( I + Iф3 ) α2            

Из этого выражения получим :

I ( 1 α1 α2 ) = Iко  + Iф1 α1 + Iф2 + Iф3 α2            

Где   Iф1 , Iф2 , Iф3   - фототоки, возникающие вследствие разделении соответствующим р-n  переходом генерированных излучением носителей;

α1 и α2 - коэффициенты передачи по току транзисторных структур  р1 n1 р2   и  n2 р2 n1 .                                                       

При отсутствии освещения, т.е. при   Iф1 = Iф2  = Iф3   = 0       

получим выражением для ВАХ  тиристора в случае двухэлектродного (динисторного)   включения, которое определяет темную характеристику фототиристора. При освещении ток  I , протекающий через структуру , определяется совместным действием фототоков Iф через переход и собственным током коллекторного перехода Iк .  Можно утверждать, что величина Iф1α1 + Iф2 + Iф3α2 , которая изменяется с изменением уровня освещенности играет роль тока управления в обычном тиристоре, т.е. при воздействии потока излучения изменяется напряжения включения фототиристора.

         На рисунке 2 приведено семейство ВАХ фототиристора, освещаемого монохроматическим светом с различной мощностью излучения.

Рис.2. Семейство ВАХ фототиристора

        Фототиристоры являются перспективными приборами для переключения больших мощностей.

Задача № 2

Определить длинноволновую границу фотоэффекта гр и фоточувствительность приемника. Изобразить вид спектральной характеристики фотоприемника и указать на ней  гр.

Исходные данные:

Тип ПП материала – InAs

Квантовая эффективность  = 0,3

Ширина запрещенной зоны: W = 0,39 эВ

         Решение

           гр=1,24/ΔW=1,24/0,39=3,18 мкм

гр  – длина волны, выше которой излучение перестает существовать;

W – ширина запрещенной зоны.

        Определим фоточувствительность Sф : 

          

Рис.3. Спектральная характеристика фотоприемника

Задача №3

Изобразить принципиальную схему включения семисегментного полупроводникового индикатора. Описать принцип действия индикатора. Указать какой цифровой код и состояния выходов дешифратора соответствуют индикации цифры, соответствующей последней цифре Вашего студенческого билета. Результаты оформить в виде таблицы истинности.

Рис.4. Принципиальная схема включения семисегментного полупроводникового индикатора

Все знаковые индикаторы подключаются к цифровым устройствам через дешифраторы, при увеличении числа светящихся точек быстро возрастает разрядность дешифратора, поэтому индикаторные элементы матричных панелей подключаются к дешифраторам через адресные шины. При отображении буквенно — цифровой информации используется дешифратор и блок ПЗУ. Дешифратор преобразует код цифры или буквы в двумерный код описывающий графическое изображение знака. ПЗУ хранит информацию о конфигурации всех отображаемых знаков в виде двумерных кодов.

Управляются матричные панели 2 способами:

1. Статическим

2. Динамическим.

При статическом способе управляющее устройство находит адреса светящихся точек и подключает соответствующие провода к источнику питания, выбранные элементы излучают свет до смены изображения, такой способ удобен для индикации результатов измерений (данных графика и т. д.).

При динамическом способе отображается подвижные изображения. Отдельные ячейки панели возбуждаются импульсным источником и излучают свет в течение короткого интервала времени. Все изображение получается путем многократного возбуждения.

Входной двоичный код и состояния выходов дешифратора.

Номер варианта

Входной код

Состояние выходов дешифратора

23

22

21

20

А

В

С

D

Е

F

G

8

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

Задача № 4

Изобразить схему включения светодиода, с указанием полярности  включения источника питания Uпит и номинала ограничительного сопротивления Rогр . Рассчитать какую силу света обеспечивает светодиод, при заданных Uпит и Rогр. Определить длину волны соответствующую максимуму  спектрального распределения.

Исходные данные:

Тип светодиода – АЛ316Б

Напряжение питания Uпит = 8 В

Номинал ограничительного сопротивления 820 Ом

Решение:

Рис.5. Схема включения светодиода

Для того чтобы определить какую силу света обеспечивает светодиод, при  заданных  Uпит  и  Rогр , необходимо найти Iпр сид . Для этого построим линию нагрузки : при  Iпр сид = 0 , U пр сид = Uпит = 8 В,  

                              при U пр сид = 0 Iпр сид = Uпит/Rогр= 8/820 = 9,7 мА

Найдем  Iпр сид при  заданных  Uпит  и  Rогр :

Iпр сид  = (Uпит U пр сид )/Rогр= (8 – 1,7 )/820 = 7,7 мА

По зависимости силы света I0 = F( Iпр сид ) определим какую силу света обеспечивает светодиод

Рис.6. Типовая зависимость силы света от прямого тока

Сила света  I0 = 0,4мкд.

Рис. 7. Спектры излучения светодиодов

Длина волны соответствующая максимуму  спектрального распределения  λ=0,67 мкм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

30553. Структура оптического канала утечки информации 87.73 KB
  Выступление: Оптические каналы утечки информации Структура оптического канала утечки информации Объект наблюдения в оптическом канале утечки информации является одновременно источником информации и источником сигнала потому что световые лучи несущие информацию о видовых признаках объекта представляют собой отраженные объектом лучи внешнего источника или его собственные излучения. Излучаемый свет содержит информацию об уровне и спектральном составе источников видимого света а в инфракрасном диапазоне по характеристикам излучений можно также...
30554. Радиоэлектронные каналы утечки информации 18.65 KB
  Радиоэлектронный канал относится к наиболее информативным каналам утечки в силу следующих его особенностей: независимость функционирования канала от времени суток и года существенно меньшая зависимость его параметров по сравнению с другими каналами от метеоусловий; высокая достоверность добываемой информации особенно при перехвате ее в функциональных каналах связи за исключением случаев дезинформации; большой объем добываемой информации; оперативность получения информации вплоть до реального масштаба времени; скрытность перехвата...
30555. Акустические каналы утечки информации 701.6 KB
  Часть III дополнительно Оценка громкости звука Уровень звука дБ Источник звука Очень тихий 0 10 Усредненный порог чувствительности уха Тихий шепот 1. Порог слышимости соответствует мощности звука 1012 Вт или звуковому давлению на барабанную перепонку уха человека 2105 Па Абсолютный порог минимальное значение воздействующего раздражителя при котором возникает ощущение. Под воздействием звука Рак = 70 дБ кирпичная стена толщиной 05 м совершает вибрационные колебания с ускорением а≈3·105g.
30556. Задачи и принципы инженерно-технической защиты информации 50.5 KB
  Задачи Инженернотехническая защита информации одна из основных составляющих комплекса мер по защите информации составляющей государственную коммерческую и личную тайну. Этот комплекс включает нормативноправовые документы организационные и технические меры направленные на обеспечение безопасности секретной и конфиденциальной информации. Инженернотехническая защита информации включает комплекс организационных и технических мер по обеспечению информационной безопасности техническими средствами и решает следующие задачи:...
30557. Способы и средства инженерной защиты и технической охраны объектов 20.37 KB
  Проникновение злоумышленника может быть скрытным с механическим разрушением инженерных конструкций и средств охраны с помощью инструмента или взрыва и в редких случаях в виде вооруженного нападения с нейтрализацией охранников. Люди и средства ИЗТОО образуют систему охраны. В общем случае структура системы охраны объектов.
30558. Теорема о среднем для действительных функций одного действительного переменного. Теорема Ферма; теорема Ролля, теорема Лагранжа. Примеры, показывающие существенность каждого условия в теореме Ролля: теоретическая интерпретация 91.81 KB
  Все вышеперечисленные теоремы являются основными теоремами дифференциального исчисления поэтому сначала введем понятие дифференцируемости функции. Понятие дифференцируемости функции. Выражение ∆x называется дифференциалом функции fx в точке x0 соответствующим приращению аргумента ∆x и обозначается символом dy или dfx0. При этом приращение функции ∆y определяется главным образом первым слагаемым т.
30559. Первообразная и неопределенный ∫. Опр. первообразной. Опр. неопределенного ∫, свойства. Опр. по Риману. Необходимое и достаточное условие интегрируемости. Ньютон-Лейбниц 23.61 KB
  Функция Fx называется первообразной для функции fx на интервале b если в любой точке х из интервала b функция Fx дифференцируема и имеет производную Fx=fx. Совокупность всех первообразных функций для данной функции fx на интервале b называется неопределенным интегралом от функции fx на этом интервале и обозначается где fxdx подынтегральное выражение fx подынтегральная функция x переменная интегрирования. Операцию нахождения первообразной восстановление функции по ее производной называют интегрированием...
30560. Непрерывные функции в Rn . Дифференцируемые функции в Rn .. Необходимые и достаточные условия дифференцируемости функции в точке. Полный дифференциал функции нескольких переменных 60.52 KB
  Дифференцируемые функции в Rn . Необходимые и достаточные условия дифференцируемости функции в точке. Полный дифференциал функции нескольких переменных.
30561. Теорема о дифференцируемости сложной функции. Правила дифференцирования. Производная по направлению. Градиент 65.41 KB
  Требования доктрины информационной безопасности РФ и ее реализация в существующих системах информационной безопасности. Доктрина информационной безопасности Российской Федерации. Понятие и назначение доктрины информационной безопасности. 9 сентября 2000 года президент РФ Владимир Путин утвердил Доктрину информационной безопасности РФ.